褐煤腐殖酸对铵的吸附特性研究

研究了铵浓度、处理时间及介质pH对2种褐煤腐殖酸吸附铵的影响及其规律。结果表明,褐煤腐殖酸对铵的吸附等温式可用Freundlich等温曲线描述,其动力学吸附方程用Elovich方程描述最佳。在pH7.04时,介质pH的升高有利于铵的吸附。当pH4.03时,主要以物理吸附为主;当4.03.     

不同处理褐煤腐殖酸对磷吸附特性的研究

采用吸附等温线的试验方法,研究了平衡溶液中磷浓度、反应时间及介质pH对不同处理的2种褐煤腐殖酸吸附磷的影响及其规律性。结果表明:在试验pH范围内,pH的升高减缓了吸附反应进行的速度,对于未经硝酸处理的样品S1,在pH为4.7时,吸附量和分配系数有一最大值,而样品S2,随着pH的升高,吸附量和分配系数一直减小;经硝酸处理后,样品对磷的吸附能力降低,一定条件下其单位吸附量仅为处理前的5.33%。适宜的固液比例可提高2个不同处理供试样品对磷的单位吸附量,其等温吸附规律可用Langmuir方程来加以描述;其吸附动力学用Elovich方程描述最佳。     

凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附特性及机理研究

通过吸附实验,研究了凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附特性及机理。结果表明,复合体对Pb（Ⅱ）的吸附量显著高于各自单一的吸附量;当pH〉4,凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附量有所增加,这与其等电点有关;凹凸棒土-腐植酸复合体较凹凸棒土上Pb（Ⅱ）的解吸率小,且解吸率随Pb（Ⅱ）吸附浓度升高而降低;凹凸棒土-腐植酸复合体溶液中溶解态腐植酸的量较单一腐植酸溶液有显著增加;红外光谱（IR）表明凹凸棒土-腐植酸复合体在吸附Pb（Ⅱ）后,大量特征峰变宽或消失,而腐植酸吸附Pb（Ⅱ）后仍可发现羟基等基团特征峰,说明腐植酸、凹凸棒土-腐植酸复合体的某些表面基团虽然相同,但混合物的基团更易与Pb（Ⅱ）结合。     

腐植酸钾与速效磷肥结合形态对磷的有效性影响

本文研究了速效磷肥及其与腐植酸钾的混合物和反应产物在土壤中培养60天中磷的有效性。结果表明，反应产物的效果最好。其施入土壤后10～15天磷就几乎不再被固定，60天中有效磷含量基本保持状态，60天后比单施磷肥多14.6%，比混合物多12.7%，抑制磷的固定率是混合物的8.4倍，相对提高了磷肥的有效性。化学研究表明，反应产物水溶磷减少，枸溶磷增加，但这种枸溶磷不是简单的CaHPO4，而是以腐植酸--磷酸盐复合物的形式存在，这可能是反应产物在土壤中有效磷能够维持平稳状态的主要原因之一。     

硝酸处理对褐煤中可提取性腐殖酸含量及其吸附特性的影响

采用硝酸氧化及一次平衡法,研究了硝酸处理对褐煤中的可提取性腐殖酸含量、CEC（阳离子交换量）、E₄/E₆及其对各种养分离子吸附规律变化的影响。结果表明:一定强度的HNO₃能使褐煤中可提取性腐殖酸含量增加45.8%以上,使其阳离子交换能力提高;随硝酸处理时间的不断延长,褐煤中可提取性腐殖酸含量和CEC均呈先增加后减小的趋势,但CEC达到最大值所需时间相对较长;硝酸处理后的褐煤腐殖酸光学性质也发生了很大的变化。经硝酸处理褐煤腐殖酸样品对铵、钾吸附能力分别可提高58.73%和41.53%,其等温吸附式分别符合Freundlich和Langmuir方程。而对磷的吸附能力降低,一定条件下其吸附量仅为处理前的5.33%,其等温吸附式用Langmuir方程描述最佳。上述结果表明,经硝酸处理后,褐煤腐殖酸更适宜作为缓效肥料基质使用。     

褐煤基材料对Cd~(2+)的吸附机制

为筛选稳定、高效、环境友好的重金属污染修复材料,利用批吸附试验研究了不同温度下褐煤、腐植酸、活性炭对镉(Cd~(2+))的吸附特征,采用非线性χ~2检验辅助决定系数判断等温线模型拟合度,用红外光谱对材料功能团进行了识别。结果表明,Temkin模型能最好拟合3种材料对Cd~(2+)的等温吸附过程,Langmuir和Freundlich模型也能较好拟合但与温度有关。吸附热力学参数表明,3种材料对Cd~(2+)的吸附为优惠发生的物理吸附,并且是自发的吸热过程,3种材料与Cd~(2+)之间均有较强的作用力。在温度294.55~313.15 K时腐植酸、褐煤和活性炭对Cd~(2+)的最大吸附量分别为36.14~44.09、29.63~38.20 mg·g~(-1)和21.04~30.34 mg·g~(-1),吸附量随温度升高而升高,吸附自由能随着温度升高而降低,说明升温吸附更容易发生。准二级动力学拟合数据最好,表明3种材料对Cd~(2+)的吸附存在着化学过程。褐煤基活性炭和褐煤基腐植酸具有丰富的孔隙结构。红外光谱图表明腐植酸和褐煤较大的吸附量与其含氧功能团种类较多以及在波数2 360 cm~(-1)和2 342 cm~(-1)附近吸收峰有关。因此,褐煤基3种材料对Cd~(2+)的吸附是自发的吸热过程,腐植酸对Cd~(2+)的最大吸附量和吸附能力最大,用Temkin等温方程和准二级动力学曲线能最适宜描述褐煤基材料对Cd~(2+)的吸附特征。     

腐植酸对Se(Ⅳ)的吸附特征与机制

通过扫描电镜、元素分析和红外光谱研究了腐植酸的结构形态,通过分析腐植酸对Se(Ⅳ)的吸附动力学特征、吸附等温曲线、外界条件对腐植酸吸附Se(Ⅳ)的影响以及腐植酸对Se(Ⅳ)的解吸特性,探讨了腐植酸对Se(Ⅳ)的吸附特征及机制。结果表明：腐植酸腐殖化程度高,比表面积较大,可为Se(Ⅳ)提供更多的吸附位点。腐植酸对Se(Ⅳ)的吸附能力随p H降低以及Se(Ⅳ)初始浓度、腐植酸含量增加而增强。腐植酸对Se(Ⅳ)的吸附主要发生在前15min,吸附过程符合准二级动力学方程;Freundlich等温吸附模型能较好地描述其等温吸附过程。腐植酸对Se(Ⅳ)的吸附与C=O、C–O、C=C、O–H、N–H等官能团相关,吸附机制为静电引力与配体交换。     

腐植酸钾对食用甘薯品种钾吸收、利用和块根产量的影响

甘薯属于喜钾作物,增施钾肥是提高甘薯块根产量的重要措施之一;而腐植酸具有促进作物生长、提高肥料利用率等作用。为探讨腐植酸与钾肥配合施用对食用甘薯钾吸收利用以及块根产量的影响,本研究利用自行制备的两种腐植酸钾肥料,选用食用甘薯品种“北京553”于2005年在山东农业大学农学试验站进行了研究。试验采用块根膨大过程定期取样和收获期测产相结合的方法,观察了块根膨大过程中植株地上部鲜重/块根鲜重（T/R）比值、叶片和块根含氮量/含钾量（N/K）比值以及块根膨大速率的变化及其与块根产量的关系,同时分析了钾素生产效率和钾肥利用率在处理之间的差异。结果表明,施用适量钾肥可以降低植株T/R比值以及叶片和块根的N/K比值,提高块根膨大速率,提高收获期生物产量及其干物质在块根中的分配率,增产24.18%。但是,施用钾肥降低了钾素生产干物质和块根的效率。施用适量腐植酸可以降低块根N/K比值,提高叶片N/K比值,提高块根膨大速率以及收获期的生物产量,增产5.70%。同时,施用腐植酸提高了钾素产干物质和块根的效率。与等量氧化钾对照比较,在块根膨大前、中期,施用腐植酸钾可以降低植株T/R比值以及叶片和块根的N/K比值,提高块根膨大速率;块根产量提高8.11%～9.50%。同时,腐植酸钾肥料的吸收利用率和农学利用率都显著提高。     

钾镁供应浓度及比例对温室土壤K-Mg吸附特性的影响

不同钾、镁浓度及摩尔比供应对大田及温室土壤K ,Mg2 离子吸附特性影响的研究结果表明:大田及温室土壤对K ,Mg2 离子的吸附量均随其供应浓度和比例的增加而增加,日光温室栽培下土壤对K 的吸附量显著小于大田土壤;K /Mg2 为2∶1时不同土壤对Mg2 离子吸附量的差异均较小,K /Mg2 为1∶1时,温室塿土Mg2 的吸附量低于大田土壤,而潮土温室和相应大田土壤间的差异较小;随供应的K 浓度和比例升高,土壤对Mg2 离子的吸附量显著降低。随K ,Mg2 离子浓度提高,大田土壤K 吸附率均呈对数趋势下降,而温室土壤K 吸附率呈对数趋势增加;不同K /Mg2 对大田土壤K 吸附率影响较小,而温室土壤在K /Mg2 大时K 吸附率较大;不同土壤对Mg2 的吸附率随K ,Mg2 离子浓度变化未表现明显的规律性。随着K ,Mg2 离子总浓度的增加,土壤中Ca2 离子的解析量呈直线增加,不同K /Mg2 对Ca2 离子解析量影响的差异较小,温室土壤Ca2 离子解析量大于大田土壤。     

腐植酸吸附土壤Cr(Ⅵ)条件优化

在单因素试验基础上,采用二次回归正交旋转组合设计对腐植酸去除土壤中Cr(Ⅵ)进行了优化,建立了土壤Cr(Ⅵ)潜在去除率与HA浓度(x1)、pH(x2)、反应接触时间(x3)和反应温度(x4)四个因素间的正交回归模型:Y=60.27012-2.22158X1+2.92002X3-4.29138X21-2.53068X22-2.00566X24-2.35375X1X2+3.68250X1X3-1.99875X1X4-1.99875X2X3+3.68250X2X4-2.35375X3X4。从模型推知,当HA浓度为1.86 g/L、pH值5.5、振荡时间为8.6h和反应温度25.2℃时,土壤中Cr(Ⅵ)潜在去除率最大,达80.0%。验证结果与模型值相符。     

K+浓度对潮土和褐土钾吸附动力学的影响

研究了潮土、褐土在五种Ｋ十浓度下吸附Ｋ＋的动力学，结果表明：不同浓度下的表观吸附过程均可用一级反应动力学方程描述；表观吸附速率常数ｋａ及其与表观平衡吸附量ｑ∞的乘积与淋洗液Ｋ＋浓度之间均表现为极显著的直线正相关；表观平衡吸附量与浓度之间的关系符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ或Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温吸附公式。依据试验结果对土壤钾吸附动力学进行了讨论与推导，找到四个动力学参数ｎ、ｋ１、Ｋ２、ｑｍａｘ，通过这些动力学参数可以计算表观吸附动力学参数Ｋａ、ｑ∞和平衡常数Ｋ及吸附过程中的自由能变△Ｇ，在一定条件下，还可以用来判断等温吸附的类型、估算等温吸附参数。     

一个改进的土壤铵、磷和钾等温吸附新模型

土壤对养分的吸附特性是土壤化学和植物营养学的重要研究内容。9个供试土壤的NH4+、PO43-和K+吸附试验表明,Langmuir、Freundlish和Temkin等温吸附方程对其有较好的拟合效果,但亦有部分供试土壤的拟合精度不良。本文引进种群生态学的"形状因子d"概念,在Langmuir方程基础上构造了一个新的吸附模型。理论分析表明,新吸附模型综合反映了3个等温吸附方程所描述的吸附特征。模拟结果表明,等温吸附方程模拟不佳的供试土壤,用新模型模拟均能达到显著水平;新吸附模型的拟合精度(R2)高于3个等温吸附方程,且标准差最小。形状因子d的变化幅度在0.608 0～2.929 0,体现了土壤理化性质对NH4+、PO43-和K+等温吸附曲线形状的影响。新吸附模型和Langmuir方程的NH4+、PO43-和K+的qm值之间的线性相关系数分别为0.851 5**、0.825 8**和0.912 8**(n=9)。土壤理化性质分析表明,新吸附模型的PO43-和K+的qm值与土壤有机质之间、土壤NH4+和K+的qm值与CEC之间均有显著水平的线性正相关。NH4+的qm值与土壤碱解氮含量亦呈显著水平的线性正相关,而PO34-的qm值与土壤有效磷含量则呈显著水平的线性负相关。数学形式简洁的新等温吸附模型为采用统一模式定量处理土壤对NH4+、PO43-和K+的吸附特性提供了一条新途径。     

不同施肥处理土壤胡敏酸及其级分 与 Fe2+的络合特征 Ⅰ.胡敏酸原样与 Fe2+的络合特征

采用 17年不同施肥处理 (无肥、化肥、秸秆、厩肥 )土耕层土样 ,在对土壤胡敏酸性质研究的基础上 ,着重研究不同施肥处理土壤胡敏酸与Fe2+的络合特征 ,揭示络合作用与胡敏酸性质以及环境条件的关系。结果表明 ,不同施肥处理土壤胡敏酸与Fe2+的络合能力不同。和无肥处理相比 ,化肥处理胡敏酸的络合能力加强 ,logk值 (络合稳定常数 )增大 ,有机肥处理则使胡敏酸的络合能力下降 ,logk值减小。logk值大小与胡敏酸的羧基、酚羟基以及总酸度有关。pH值、温度、离子强度是影响络合稳定常数大小的环境因素 ,pH值由 4到 7,各处理胡敏酸的logk值增大 ,络合配位数也有增加趋势。温度升高 ,离子强度增大 ,logk值降低。胡敏酸与Fe2+络合反应是一个自发的放热反应 ,络合后整个体系的有序性增强 ,熵值减小。     

锰离子与胡敏酸络合反应特征研究

采用离子交换平衡法研究了在不同酸度、离子强度、温度条件下胡敏酸(HA)与Mn2+络合反应稳定性和热力学特征。结果表明,在相同离子强度、反应温度条件下,随着pH的升高,HA与Mn2+络合反应稳定常数增大;络合反应配位数在pH 3.0～5.0范围内随着pH的升高而增加,在5.0～7.0范围内随着pH的升高而降低;离子强度增加,HA与Mn2+络合反应表观稳定常数增加,离子强度从0.00升至0.10 mol L-1,HA与Mn2+络合反应配位数增加,但离子强度从0.10 mol L-1继续上升至0.15 mol L-1,配位数呈现下降的趋势;胡敏酸络合Mn2+标准自由能变ΔGmθ、焓变ΔHθm、熵变ΔSθm在298.2K、308.2K温度下均为负值,反应是自发进行的放热反应,较低的温度有利于反应的进行。     

不同施肥处理土壤胡敏酸及其级分与Fe2+络合特征Ⅱ.胡敏酸级分与Fe2+络合特征

采用酒精沉淀法对不同施肥处理胡敏酸进行分级 ,在研究胡敏酸级分组成变异以及各级分性质变化的基础上 ,研究了胡敏酸各级分与Fe2+的络合特征。结果表明 ,胡敏酸各级分随级分数的增大芳构化度逐渐降低 ,分子结构趋于简单。在所分离的 7个级分中 ,均以级分 3与Fe2+的络合能力最强。从级分 1到级分 3络合能力逐渐增强 ,级分 3到级分 7络合能力逐渐降低。胡敏酸A型级分的络合能力一般大于P型。但若A型级分芳构化度过高 ,也存在A型级分小于P型现象。Rp型级分的络合能力明显比A型、P型级分小。不同施肥处理胡敏酸原样与Fe2+络合能力差异与其级分组成变异以及各级分的络合能力有密切关系     

电位计滴定法对Co2+, Ni2+, Cu2+ and Zn2+与胡敏酸和富里酸形成复合物时的结合常数的确定

The formation constants of Co^2 ,Ni^2 ,Cu^2 and Zn^2 complexes with humic acid(HA) and fulvic acid(FA) in red soil wrer determined by the potentiometric titration method.The constants as a function of composition of the complexation solutions were obtained by two graphical approaches respetively,The formation constants decreased with increasing concentration of metal in the solution,The results provide unambiguous evidence for the heterogeneity of the function groups of humic substances,the formation constants of FA were much smaller than those of HA,and the formation constants of Cu^2 were much greater than those of Co^2 ,Ni^2 and Zn^2 ,The potentiometric titration methon for determining formation constants are also discussed in the article.     

塿土不同粒级组分K+吸附研究

土各粒级K+吸附特征有很大区别.在一定平衡液浓度下,颗粒越细,土壤固相吸附量越大,不同粒级固相吸附量大小顺序是(＜0.1m)＞(＜1m)＞(1～2m)＞(2～5m),不同粒级土壤有效阳离子交换量也具有相同的变化规律.混合样中不同粒级组分对吸附的贡献可用吸附贡献率表示,土各粒级饱和吸附贡献率大小顺序为(＜1m)＞(1～2m)＞(＞5m)＞(2～5m),其中粘粒部分的饱和吸附贡献率为85%左右.在供试混合土样中＜1m粒级吸附贡献率随平衡液浓度增大呈幂函数形式增大,相反,1～2m、2～5m粒级吸附贡献率随平衡液浓度增大则呈幂函数形式减小.实验证明混合样中不同粒级K+吸附存在交互作用,吸附交互作用大小可用吸附交互作用系数表征,＜1m和1～2m之间存在吸附负交互作用,且随平衡液浓度增大而增强.＜1m和2～5m之间存在吸附正交互作用,且随平衡液浓度增大而减弱.论述了建立土壤多粒级组分吸附方程的必要性,提出了多粒级组分吸附方程q＝ρ(c)rifi(c)     

Effect of humic acid on growth and crop nutrient status of wheat on two different soils

The effect of plant-derived humic acid (PDHA) and coal-derived humic acid (CDHA) on wheat growth was tested on two alkaline calcareous soils in pots. Humic acid derived from plant and coal materials was applied at the rate 0 (control), 50 and 100 kg/ha to wheat in pots carrying two soils viz. clayey loam soil and sandy loam soil separately. Data was collected on plant growth parameters such as spike weight, grain and straw weight, and plant nutrients (macronutrients and micronutrients). Results showed that spike weight increased by 19%, 15%, and 26%, and 11% with application of PDHA at the rate of 50 and 100 mg/kg in clayey loam and sandy loam soil, respectively. Grain yield show an increase of 21% and 11% over control with application of PDHA and CDHA at the rate of 50 mg/kg on both soils, respectively, and 10% and 22% with application of PDHA and CDHA at the rate of 100 mg/kg on both soils.